O 16 C Bimotore foi criado em 1935 com base numa ideia de Enzo Ferrari, então responsável desportivo da Alfa Romeo, para tentar vencer a hegemonia da Auto Union e da Mercedes nas corridas de Fórmula Grand Prix.
O trabalho de desenvolvimento foi entregue ao engenheiro Luigi Bazzi, que apenas contou com quatro meses para desenvolver o modelo que deveria estrear no Grand Prix de Tripoli, na Líbia, antes do Grand Prix de Avus, em Berlim.
O chassis do velho Alfa Romeo P3 foi modificado para receber dois motores de oito cilindros com 3.165 cc cada um, montados à frente e na traseira do monolugar, unidos por um veio que permitia contar com uma única caixa de velocidades e embraiagem.
O primeiro dos dois modelos que foram construídos foi testado pela primeira vez a 10 de Maio de 1935 na auto-estrada Brescia-Bergamo. Ao volante estiveram Attilio Marinoni e Tazio Nuvolari, que ultrapassou os 280 km/h, antes de declarar ao jornalistas presentes que, com poucas alterações, deveria ser possível chegar aos 340 km/h. Mas os pilotos não esconderam os problemas ao nível da transmissão e do equilíbrio precário entre o funcionamento dos dois eixos.
A 12 de Maio de 1935 dois Alfa Romeo 16 C Bimotore estavam presentes à partida do Grand Prix de Tripoli para Tazio Nuvolari e Louis Chiron, que não conseguiram ir além dos quarto e quinto lugares, a grande distância dos Mercedes W25 de Caracciola e Fagioli e do Auto Union Type B de Varzi. O monolugar italiano mostrou-se muito instável em recta e imprevisível na aceleração à saída das curvas, o que obrigou Nuvolari a trocar os pneus traseiros por oito vezes.
O carro foi evoluído para o Grand Prix de Avus, disputado em Berlim a 26 de Maio de 1935. Apesar da longa recta do circuito alemão, os Alfa Romeo não conseguiram ameaçar a Mercedes, mas Chiron garantiu o segundo lugar atrás do W25B de Faglioli, enquanto Nuvolari abandonou.
Foi o próprio Tazio Nuvolari a dizer a Enzo Ferrari que não fazia sentido continuar a utilizar o "Bimotore" em circuito, sendo melhor voltar ao P3. Foi uma decisão profética, porque a 28 de Julho de 1935
Tazio Nuvolari garantiu uma das suas mais impressionantes vitórias no Grand Prix da Alemanha.
O "Bimotore" estabeleceu a 15 de Junho de 1935 o recorde europeu de velocidade (321,125 km/h) num quilómetro, com partida lançada, tendo atingido um pico de 364 km/h com
Tazio Nuvolari ao volante.